煙氣CEMS系統(tǒng)在生活垃圾焚燒發(fā)電廠的應(yīng)用

張鑫源

摘 要：目前，我國很多城市已經(jīng)建立了生活垃圾焚燒發(fā)電廠，以此來處理日益增多的垃圾，但是在國家環(huán)保部門對燃料發(fā)電廠污染排放要求越來越高的環(huán)境下，要求生活垃圾焚燒發(fā)電廠必須要安裝煙氣CEMS系統(tǒng)。本文就重點介紹了煙氣CEMS系統(tǒng)在生活垃圾焚燒發(fā)電廠的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煙氣CEMS系統(tǒng)；生活垃圾焚燒；發(fā)電廠；應(yīng)用

中圖分類號：X773 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0100-02

引 言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，環(huán)境問題愈發(fā)嚴(yán)重，而治理環(huán)境也就成了我們工作中一個比較突出的問題，而在城市內(nèi)建設(shè)生活垃圾焚燒發(fā)電廠也就成了必然的趨勢。發(fā)電廠要想對環(huán)境進行連續(xù)的監(jiān)測，對其污染物的排放量進行科學(xué)的控制，目前比較可靠的方法就是采用煙氣CEMS系統(tǒng)。此種系統(tǒng)主要就是對發(fā)電廠排放出來的HCL、SO2、CO、CO2、NOx、煙塵等進行檢測，然后將檢測到的實時、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较嚓P(guān)的環(huán)保部門，進而對生活垃圾焚燒發(fā)電廠的污染排放量進行監(jiān)測。另外，城市環(huán)境監(jiān)管部門還對生活垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣進行了定時或者不定時的手工采樣對比，進一步保證生活垃圾焚燒發(fā)電廠的運行能夠達到國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即完全無污染達標(biāo)排放運行。

1 煙氣CEMS系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)組成

煙氣CEMS系統(tǒng)是由顆粒物監(jiān)測的子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測的子系統(tǒng)（其中含O2以及CO2）、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集和處理子系統(tǒng)組成。

1.2 技術(shù)要求

通過對生活垃圾焚燒發(fā)電廠排放出來的煙氣中的污染物的濃度、煙氣的溫度、煙氣的壓力、流速或者流量、煙氣的含水分量、煙氣的含氧量等的測量，實現(xiàn)對煙氣中污染物的排放量和排放率進行計算，進而將檢測中得到的參數(shù)以文檔、打印件、圖表等方式傳輸給相關(guān)的管理部門。

2 煙氣CEMS系統(tǒng)在生活垃圾焚燒發(fā)電廠的應(yīng)用

2.1 煙氣組分測量

一般情況下，在對煙氣的組分進行測量時，通過1個測量濾光片和1個參比濾光片，有時也用氣體濾波器氣室等進行相互的組合后，對煙氣中的8個組分進行同時測量。通過測量就可以將會對本次測量結(jié)果產(chǎn)生干擾作用的組分從中剔除出去，通過內(nèi)部處理之后的濾光氣室則能夠在測量工作中實現(xiàn)對多組分的掃描工作，光束信號的射頻形成了模式化的運行則可以通過切光輪來完成。將產(chǎn)生干擾的組分以相乘或者相加的方式進行處理，但是在這個過程中，為了提升系統(tǒng)運行的可靠性和數(shù)據(jù)的精確性，可以采用微處理器來對干擾組分進行扣除。①以相加的方式進行扣除，對于被測量的組分中所存在的一些重疊位置的干擾情況在進行扣除時，先要對與干擾組分相對應(yīng)的波長進行測量，將產(chǎn)生的干擾值輸入在QE表中，進行組分扣除操作；②以相乘的方式進行扣除，如果吸光系統(tǒng)發(fā)生變化后，校正因子就會發(fā)揮出其作用將干擾組分進行扣除，然后將干擾組分的濃度數(shù)據(jù)輸入在乘法QE表中，進行組分扣除操作。對多種組分進行同時測量并且將其之間的組分參數(shù)進行扣除，能夠在很大程度上提高整體測量結(jié)果數(shù)據(jù)的精確度。

2.2 煙氣溫度、壓力、流量計、粉塵的測量和數(shù)據(jù)處理

在生活垃圾焚燒發(fā)電廠中，采用CEMS系統(tǒng)對煙氣的溫度、壓力等進行測量時，主要通過煙氣參數(shù)測量子系統(tǒng)完成，將測量出來的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進行處理。在進行煙道粉塵測量時，通過兩個安裝在現(xiàn)場測量煙道兩側(cè)的法蘭，用精密的自校準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)，在光投射原理的基礎(chǔ)上進行。此操作可以對煙道粉塵進行連續(xù)測量，從而直接輸出粉塵的濃度mg/m3值。由于超寬帶二極管的寬帶光譜產(chǎn)生的測量信號的光學(xué)鑒定，此次測量結(jié)果要比常規(guī)LED系統(tǒng)的測量結(jié)果穩(wěn)定的多，并且還能自動進行調(diào)零、量程檢驗、污染校正等。

對于煙塵測量，目前，所采取的方法就是抽取法，就是從排放的煙氣中抽取一定量的煙塵濃度，其所產(chǎn)生的測量信號的強弱直接取決于所排放煙塵中的粉塵的濃度。此時，散射光信號的強度與粉塵的濃度呈正比例關(guān)系，所以，此時也就可以計算出所排放的煙塵的濃度。通過持續(xù)的加熱和空氣稀釋后，在測量池內(nèi)對粉前散射量進行測量時，應(yīng)遵循以下原理，使發(fā)射光源透過煙道，照射到煙塵粒子后，此時，被照射到的煙塵粒子就會散射出光的信號，并且其信號與煙塵的濃度成正比例關(guān)系，此時也就可以計算出粉塵的濃度。

CEMS系統(tǒng)一般是安裝在煙道的變徑處，也有的電廠安裝在了煙道的拐彎處，但是這兩種安裝方法在流量的測量方面，其結(jié)果均不理想，根據(jù)我國環(huán)保部門下發(fā)的相關(guān)文件，對普遍存在的煙氣流速（流量）等測量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題應(yīng)按照相關(guān)的技術(shù)要去對采樣的點位進行調(diào)整，如果是不具備調(diào)整條件的，就需要更換成矩陣式的流速儀等新型的設(shè)備。目前，我國大部分的電廠改造中，有的電廠已經(jīng)安裝了這種矩陣式的流速儀對煙氣的流量進行控制。其是將測量裝置直接安裝在煙道上，將測量煙氣流量的探頭插入到煙道中，一般是布置在距離煙道頂部500mm以下的區(qū)域或者距離煙道底部500mm以上的區(qū)域，當(dāng)煙氣在煙道內(nèi)流動時，由于迎風(fēng)面取壓管的壓力比較高，這時產(chǎn)生的壓力也就是動力壓，這時與背風(fēng)側(cè)取壓管內(nèi)的靜壓就形成了極大的差壓。而煙道中煙氣的流速越快，這種差壓值也就越大。

2.3 采樣方式

在生活垃圾焚燒發(fā)電廠的CEMS系統(tǒng)中，采樣主要是通過PLC控制單元來實現(xiàn)的，PLC為系統(tǒng)提供了更加豐富的功能和更高的可靠性和擴展性。在CEMS系統(tǒng)中，PLC為其提供了各種模擬量和數(shù)字量的輸入和輸出信號，并通過軟件進行了深度處理，其主要功能就有在自動控制煙氣的抽取、自動為分析儀提供進行分析的樣氣。當(dāng)進行多點測量時，可以對氣路的切換、采樣的排序以及采樣的周期進行控制。

3 CEMS系統(tǒng)的安裝與維護

目前，在CEMS系統(tǒng)的安裝方面，30萬機組和60萬機組的煙氣脫硫過程中，根據(jù)煙道的大小，一般都是布置32、48、64個檢測點，這些測點一般都是進行分組測量差壓值，就是將正壓側(cè)的測點連接在一起，將負(fù)壓側(cè)的測點連接在一起，用壓差變速器對煙氣的流量進行測量。

在CEMS系統(tǒng)維護方面，CEMS系統(tǒng)應(yīng)長期保持在通電的狀態(tài)，保證管線和氣室的恒溫在180℃。為了防止儀器振動，發(fā)電廠應(yīng)在就地設(shè)置CEMS系統(tǒng)屋，此CEMS系統(tǒng)屋的面積應(yīng)在3×3m2以上，并且房屋的高度也應(yīng)在3m以上。屋內(nèi)應(yīng)配備相應(yīng)的空調(diào)和冬季用來采暖的設(shè)備，工作人員應(yīng)將屋內(nèi)的溫度控制在10～30℃，所配備的空調(diào)上應(yīng)帶有來電后自動重啟的功能，屋內(nèi)還應(yīng)安裝上排風(fēng)扇。對于CEMS系統(tǒng)各儀器設(shè)備所使用的工作電源應(yīng)保證其均有良好的接地措施，并且接地電纜應(yīng)選用4mm2以上的獨芯護套電纜，電纜的接地電阻在4Ω以下，不能與避雷線或者接地線公用。

4 結(jié) 語

CEMS系統(tǒng)軟件作為現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理中心，極大的提高了生活垃圾焚燒發(fā)電廠自身工藝的安全性能，其有效的改變了生活垃圾焚燒發(fā)電廠的工作效率，降低了電能的損耗，經(jīng)過采集、分析、處理的數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)能夠直接被發(fā)送到相關(guān)的環(huán)保部門，方便快捷，并且數(shù)據(jù)真實，大大的降低了大氣的污染率，為提高我們生存的生態(tài)環(huán)境做好了保障。

參考文獻

[1]馬迎新.煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)在垃圾焚燒發(fā)電廠的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（24）：57.

[2]孟曉光.燃煤電廠超低排放濕法煙氣脫硫系統(tǒng)CEMS系統(tǒng)的選型及應(yīng)用[J].科技傳播，2016，8（14）：229～230.

[3]王偉平.煙氣CEMS系統(tǒng)在垃圾焚燒發(fā)電廠的應(yīng)用[J].環(huán)境，2012（S1）：18～19.

[4]梁敏英.脫硫煙氣連續(xù)監(jiān)測CEMS系統(tǒng)的故障處理及改造[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（24）：3～4.

[5]畢學(xué)坤，蘇 鵬，劉 潔，等.煙氣連續(xù)監(jiān)測CEMS系統(tǒng)在2×600MW火力發(fā)電濕法脫硫中的應(yīng)用[J].綠色科技，2010（08）：210～212.

收稿日期：2018-6-20